Verhalten, Kommunikation und Interaktion in Virtuellen 3D-Umgebungen

Abstract

Zu Beginn der Arbeit 1993 mußten zuerst die Grundlagen und die Basis für den Bereich der Virtuellen Realität erarbeitet werden. Es werden deshalb 3D-Geräte, Grundlagen und Techniken, Formen der Interaktion sowie angrenzende Bereiche, wie beispielsweise Netzwerkprotokolle, behandelt. Im Kern stellt diese Arbeit erstmalig ein generisches Konzept für den Austausch von Nachrichten zwischen 3D-Objekten vor. Es werden die Möglichkeiten und Grenzen dieses Modells, das allgemein Messageconcept genannt wurde, aufgezeigt. Ferner wird die Adaption des Messageconcept auf verschiedene andere Einsatzebenen dargestellt. Besonders wird hier auf eine VRML-basierte Lösung eingegangen, die auch als Vorschlag dem VRML-Konsortium eingereicht wurde. Der Austausch der Nachrichten ist nicht auf eine Applikation beschränkt, sondern kann auch netzwerktransparent erfolgen. Auf die enthaltenen Multi-User-Erweiterungen wird im Zusammenhang mit dieser Arbeit nicht eingegangen. Für die Verifikation des allgemeinen Messageconcept wurde eine Anwendung aus dem medizinischen Bereich, ein sogenannter Lichtkasten (engl. Alternator), an dem Röntgenaufnahmen befestigt werden, inklusive dazugehörigem Raum, verwendet. Im Gegensatz zu industriellen Lösungen, welche die Umgebung der Radiologen auf die Darstellung der zweidimensionalen medizinischen Bilder beschränken, bildet diese Applikation den dreidimensionalen Arbeitsraum ab. Neben dem Vorteil, daß diese Abbildung aus der realen Welt für einen nicht-computererfahrenen Mediziner intuitiv verständlich ist, steht der Nachteil des höheren Eingabeaufwands. Aufgrund der hohen Leistung, die eine 3D-Anwendung von den Rechnern fordert, mußten die Szenen vereinfacht werden, damit eine adäquate Interaktion möglich ist.

In this thesis we show a prototype of a medical application for radiologists which is based on his real working environment. This was realized with help of 3D and VR techniques. Further we have developed a new message-based inter-object communication model which we called message concept. We present a classification of these objects, take a look of their architecture and how they work and can exchange messages. They are able to send and receive messages between applications and among a network. The message concept can be applied to many other areas, some of them are envisaged like help-support or special version for VRML support. By the way we think that the graphic render performance is still the lack why there are no more Virtual Environment applications available today.